Đồ án Thiết kế xây dựng công trình Nhà làm việc công ty thép Việt Đức

sau: 1 1( 2. . ) ( 2. . )qu qu qu M MF L B L H tg B H tg       4 tb  =3010’(trong đó tb - góc ma sát trong trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên) 5 7 16 8 10 6,5 33 2,3 12 55' 23,5 o o o o o tb          Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 92 L1 = 2,85 (m) – khoảng cách hai mép ngoài cùng của cọc theo phương x B1 = 1,6 (m) – khoảng cách hai mép ngoài cùng của cọc theo phương y Vậy kích thước đáy khối móng quy ước như sau: (2,85 2 23,2 3 10') (1,6 2 23,2 3 10') 5,4 4,1o oquF tg tg          (m) - Xác định tải trọng tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc): + Diện tích đáy khối móng quy ước 5,4 4,1 22,14qu qu quF L B     (m 2 ) Momen chống uốn WY của Fqu là: 2 x 4,1 5,4 W 19,926 6    (m3) + Tải trọng thẳng đứng tại đáy khối móng quy ước: tc qu qu N F h   = 244,47 + 2×22,14×23,5 = 1285,05 (T) + Momen Mx tại đáy đài: .tc tc tcy oy o mM M Q h  Mx =16,49 + 9,67×1,8 = 33,896 (T.m) Ứng suất tại đáy khối móng quy ước: max 33,896 59,74 W 22,14 19,926 1285,05x x MN F       (T/m2) min 1285,05 33,896 56,34 W 22,14 19,926 x x MN F       (T/m2) → tb = 58,04 (T/m 2 ) - Cường độ tính toán của đất ở đáy khối móng quy ước (theo công thức Terzaghi): 0,5. . . . . . . . R gh qu q q c c d s s P S B N S q N S c N F F       q = tb .hqu 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 1 2 3 4 5 tb h h h h h h h h h h                1,7 1,3 1,76 7 1,88 8 1,86 6,5 1,86 2,3 1,83 1,3 7 8 6.5 2,3 tb                (T/m 3 ) Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 93 Pgh = 0,5. . . . . . . .qu q q c cS B N S q N S c N    Trong đó: 4,1 1 0,2 1 0,2 0,85 5,4 qu qu B S L        Sq = 1 4,1 1 0,2 1 0,2 1,15 5,4 qu c qu B S L       Lớp đất 5 có 33o  tra bảng (BảngVI.1 – Trang 199 – sách Cơ học đất) ta có: Nγ = 29,8; Nq = 23,2; Nc = 35,5 0,5 0,85 1,83 4,1 29,8 1 42,45 13,8 23,2 1,15 0 35,5 R 3 gh d s P F              Rd = 4561,9 (T/m 2 ) Ta có tb = 58,04 (T/m 2 )< Rd = 4561,9 (T/m 2 ) axm  = 59,74 (T/m2) < 1,2.Rd = 5474,28 (T/m 2 )) → Nền đất dưới đáy khối móng quy ước đủ khả năng chịu lực. 6.4.5.2. Kiểm tra lún cho móng cọc: Độ lún được tính với tải trọng tiêu chuẩn: tb  = 58,04 (T/m2) Vì cọc đặt vào lớp đất cuối cùng nên dưới đáy khối móng coi là nền đồng nhất, ta có thể tính lún bằng cách dùng kết quả của lý thuyết đàn hồi: 2(1 )qu o o pB S E    Trong đó: p – áp lực gây lún  - hệ số phụ thuộc hình dạng móng (Bảng V.1–Trang 167–Cơ học đất) o - hệ số biến dạng ngang của đất (Bảng V.2–Trang 168–Cơ học đất) Eo - Môđun biến dạng của đất Áp lực gây lún: .gl tb qup h   = 58,04 – 1,83×23,5 = 15,035 (T/m 2 ) Đất dưới đáy khối móng là Cát hạt vừa, chặt vừa → o = 0,25; Eo = 1580 (T/m 2 ) Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 94 Tỷ số Lqu/Bqu = 1,31 →  = 1,07 → 2 2(1 ) 15,035 4,1 1,07 (1 0,25 ) 1580 qu o o pB S E          0,039 (m) = 3,9 (cm) S = 3,9 (cm) < Sgh = 8 (cm) → Thoả mãn. 6.4.5. Tính thép dọc cho đài cọc và kiểm tra đài cọc Đài cọc làm việc như bản côn sơn cứng, phía trên chịu tác dụng dưới cột M0 , N0, phía dưới là phản lực đầu cọc => cần phải tính toán 2 khả năng 6.4.5.1. Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng - Điều kiện đâm thủng Chiều cao đài 1000 mm. (Hđ = 1,0m) Chọn lớp bảo vệ abv=0,1 m Ho=h -abv =1000 -100 =900 mm - Giả thiết bỏ qua ảnh hưởng của cốt thép ngang  Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp Pđt < Pcđt Trong đó: Pđt - Lực đâm thủng = tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp đâm thủng Pđt =P01+ P02+ P03+ P04+ P05+ P06 Pđt = 41,95.2 + 45,23.2 + 48,5.2 = 271,36 (T) Pcdt: lực chống đâm thủng 1 2 2 1[ ( ) ( )]cdt c c o btP b C h C h R     1 2;  : hệ số được xác định như sau Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 95 2 2 1 1 0.9 1.5 1 1.5 1 2.22 0.825 oh C                 2 2 2 2 0.9 1.5 1 1.5 1 2,06 0.95 oh C                 c cb xh : kích thước tiết diện cột 40 60c cb xh x cm oh : chiều cao làm việc của đài 0.9oh m C1; C2: khoảng cách từ mép cột đến mép tháp đâm thủng C1 = 0,825 m; C2 = 0,95 m [2,22.(0,4 0,95) 2,06.(0,55 0,825)].0,9 90 472,19( )cdtP x T      Vậy Pđt = 271,36 (T) < Pcđt = 472,19 (T)  Chiều cao đài thoả mản điều kiện chống đâm thủng.  Kiểm tra khả năng cọc chọc thủng đài theo tiết diện nghiêng. Khi b bc + h0 thì Pđt  b0.h0.Rk Khi b bc+ h0 thì Pđt  (bc+h0).h0.Rk Ta có b = 1,9 m > 0,4 + 0,9 =1,3 m Q = P03+ P04 = 48,5 + 48,5 = 97 (T)  Pđt = 97 (T) < (bc+h0).ho. Rk =(0,4+0,9).0,9.90 = 105,3 (T)  thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng. Kết luận : Chiều cao đài thoả mãn điều kiện chống đâm thủng và chọc thủng theo tiết diện nghiêng. 6.4.5.2. Tính cốt thép đài: Đài tuyệt đối cứng, coi đài làm việc như bản côn sơn ngàm tại mép cột. Mô men tại mép cột theo mặt cắt I-I M1= r1(P1+P6) + r3P7 = 0,975.(41,95 + 41,95) + 0,375.38,67= 96,3(T) Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 96 Cốt thép yêu cầu: 3 2 296,3 4, 24.10 ( ) 42,4( ) 0,9 . 0,9 0,9 28000 I sI o a M A m cm h R x x     Chọn12 22 150a L =3050mm, có 245,6sA cm Mô men tại mép cột theo mặt cắt II-II M2= r2(P1+P2+P3) = 1,1.(41,95 + 45,23 + 48,5) = 149,24(T) Cốt thép yêu cầu: 3 2 2149, 24 6,58.10 ( ) 65,8( ) 0,9 0,9.0,9.28000 II sII o a M A m cm h R     Chọn19 22 160a L =1800mm có 272, 2sA cm 6.5. Tính toán móng cột trục D và E (Móng M2): 6.5.1. Số liệu tính toán: *Tải trọng tác dụng xuống móng: Từ kết quả tổ hợp nội lực khung của cột D và cột E: Trục D, phần tử 3 Trục E, phần tử 2 ND tt (T) MD tt (T.m) QD tt (T) NE tt (T) ME tt (T.m) QE tt (T) 502,1 8,09 1,79 517,99 9,17 2,01 Tải trọng lấy tại chân cột D và E được lấy từ bảng tổ hợp nội lực của khung trục 3 Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 97 * Xác định trọng tâm của móng: Giả thiết O là điểm đặt của hợp lực, x là khoảng cách từ O đến tim cột trục D. Tìm điểm O tại đế móng theo phương trình cân bằng sau: 0 . .(2, 23 ) tt tt D EM N x N x    = 0 .2,23 502,1 2,23 502,1 517,99 tt D tt tt D E N x N N       = 1,097 (m), lấy x = 1,1 (m). - Hợp lực tính toán tác dụng ở tâm O là: N tt 0 = 502,1 +517,99 = 1020,09 ( T ). M tt 0 = 8,09 + 9,17 + (1,1-1,097).1020,09 = 20,32 (T.m). Q tt 0 = 1,79 +2,01 = 3,8 (T). * Sức chịu tải của cọc: Chọn cọc có tiết diện và chiều dài như với móng M1, ta có sức chịu tải của cọc là: [P] = 56 (T). 6.5.2. Chọn độ sâu của đáy đài: Chọn h = 1,8 (m) 6.5.3. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng : Số lượng cọc sơ bộ xác định như sau: [ ] tcN n P  với β = 1,2 ÷ 2 Số lượng cọc sơ bộ trong móng là: nc =   1020,09 . 1,2. 56 ttNm P  = 13,95 (cọc). Với m = (1,1 - 1,7) - là hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen, giá trị phụ thuộc vào trị số mômen đáy đài và cách bố trí cọc trong đài. Chọn 14 cọc bố trí :như hình vẽ Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 98 6.5.4. Kích thước đài: Từ việc bố trí cọc như trên:  kích thước đài: Bđ x Lđ = 2,4x4,6 (m) - Chọn hđ = 1,0m  h0đ  1,0 - 0,1 = 0,9 m 6.5.5. Tải trọng phân phối lên cọc: +Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên cọc : ** 2 1 tc i i n c i i M xN P n x      -M * =M tc =20,32/1,2 =16,93 ( T.m) -Xi tọa độ cọc thứ i -N * = N tc +G Với G là trọng lượng đài và đất trên đài :G =Fđ .hm .γtb G =2,4 .4,6 .1,8 .2 =39,74 T =>N * = 1020,09 39,74 889,81( ) 1,2 T   Với xmax =2,1 m => max,min 2 889,81 16,93 2,1 14 4 2,1 tcP     max min45,57 ; 41,54 tc tcP T P T  + Tải trọng tác dụng không kể bản thân Tải trọng tính toán tác dụng lên cọc : 0 2 1 tt tt tt i i n c i i N M x P n x      => Tất cả các cọc đều chịu nén +Tải trọng trên các cọc còn lại +Tải trọng trên các cọc còn lại Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 99 Có 13 max 14 1 3 min45,57 ; 41,54 tt tt tt tt tt ttP P P T P P P T      - 2 4 5 7 8 10 11 13, , , , , , , tt tt tt tt tt tt tt ttP P P P P P P P Xác định bằng phương pháp tuyến tính Pmin P4 Pmax P7 P10 1000 1000 1000 1000  max min 4 min 45,57 41,54 41,54 42,54 4 4 tt tt tt tt P PP P T        max min 7 min 45,57 41,54 2 41,54 2 43,55 4 4 tt tt tt tt P PP P T          max min 10 min 45,57 41,54 3 41,54 3 44,56 4 4 tt tt tt tt P PP P T          2 5 8 11 41,56 , 42,04 ; 43,05 ; 43,56tt tt tt ttP T P T P T P kN    6.5.6. Kiếm tra tổng thể : 6.5.6.1-Kiểm tra điều kiện làm việc của cọc Điều kiện :  max tc cocP g P  Có gcọc=5,94 T =>  max 45,57 5,94 51,51 56 tc cocP g T P T      Thỏa mãn điều kiện 6.5.6.2-Kiểm tra độ bền của đài a-Điều kiện đâm thủng : ddt c t P P Trong đó Pđt là lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp đâm thủng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 tt tt tt tt tt tt tt tt tt tt dt tt tt tt tt P P P P P P P P P P P P P P P               Pdt=(45,57+41,54+42,54+43,55+45,56)x2+41,56+42,04+43,05+43,56=507,73(T)  1 2 2. 12. .( ) ( ) . .cdt c c o kP b c h c h R     Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 100 Có bc.hc:0,4x0,65; ho=0,9 21, các hệ số được xác định như sau : α1 = 1,5 2 1 01        c h = 1,5 2 0,9 1 0,55        =2,87 α2 = 1,5 2 2 01        c h = 1,5 2 0,9 1 0,5        =3,08 Pchống ct=[2,87 x(0,4 +0,5) +3,08 x(0,65+0,55)] x0,9x90 Pchống ct =508,6 (T) =>Pdt= 507,73 (T) < Pchống ct= 508,6 (T) Thỏa mãn điều kiện chống đâm thủng b- Kiểm tra chiều cao đài chịu cắt Coi đài như dầm gối tại trọng tâm 2 cột. Tải trọng tác dụng là các phản lực đầu cọc tác dụng lên dầm như hình vẽ. Vẽ biểu đồ mômen ta xác định được các giá trị nội lực. Tính toán bằng phần mềm SAP 2000, ta có biểu đồ mô men và lực cắt như sau: 11 2P1 2P2 2P3 2P4 2P5 1 2 3 8910 4 7 5 6 D E Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 101 - Khả năng chịu cắt của bê tông: Q  k1.Rk.b.h0 Với k1 = 0,6 đối với dầm và k1 = 0,8 đối với bản. Rk - Cường độ chịu kéo của bê tông b, h0 - Kích thước tiết diện vuông góc tại điểm đầu của khe nứt. k1.Rk.b.h0 = 0,6.1000.2,4.0,9 = 1296 (kN) < Qmax = 2134,6 (kN).  Bêtông không đủ khả năng chịu cắt, phải tính cốt đai. k0.Rn.b.h0 = 0,35.13000.2,4.0,9 = 9828 (kN) > Qmax= 2134,6 (kN) (Hệ số k0 = 0,35 đối với mác bê tông mác 400# trở xuống, k0 = 0,3 đối với mác bê tông 500).  Bêtông không bị phá vỡ do ứng suất chính. Dùng cốt đai 16, n = 2, fđ = 2,011 (cm 2 ). + Khoảng cách giữa các cốt đai tính toán: utt = Rađ.n.fđ. =1800.2.2,011. 2 2 8.10.160.90 312970 = 16,48 (cm). + Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai là: Umax = Q hbRk 2 0...5,1 = 21,5.0,1.160.92 3129,7 = 72 (cm). 6.5.6.3- Kiểm tra sự làm việc đồng thời của móng và nền. a. Xác định khối móng quy ước 2 2 0k Q h.b.R.8 Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 102 b. Xác định tải trọng đáy khối móng quy ước c. Kiểm tra sức chịu tải cảu nền đất dưới đáy móng d. Kiểm tra lún 6.5.7. Tính thép dọc cho đài cọc a- Cốt thép theo phương cạnh dài: Theo phương cạnh dài, coi đài như dầm gối tại trọng tâm 2 cột. Tính theo tiết diện chữ nhật có bh = 16090 (cm). * Đối với cốt thép phía dưới chịu mô men âm Mmax = Mgối = 1788(kN.m). Ta có: m = 2 0. .s M R b h = 178,8 1,3.240.90 = 0,006 <R = 0,399  Tính theo trường hợp đặt cốt đơn  = (1 - 1 2. m ) = (1- 1 2.0,006 ) = 0,006 1 2. 1 2.0,006 0,988      - Diện tích cốt thép yêu cầu: As = 0 178,8 . . 2,8.0,988.0,9s M R h  = 49,7 (cm 2 ). Chọn 1620 có Fa =50,2 (cm 2 ). - Chiều dài mỗi thanh là: l * = l - 2.0,03 = 4,6 - 0,06 = 4,54 (m). - Khoảng cách giữa trục các thanh thép : a = 150 mm * Đối với cốt thép phía trên chịu mô men dương 12 a200 Do mô men có giá trị nhỏ nên ta bố trí theo cấu tạo b-Cốt thép theo phương cạnh ngắn Theo phương cạnh ngắn, coi đài làm việc như bản côn sơn ngàm tại mép cột Mô men tương ứng với mặt ngàm I-I là: MI = r.(P1 tt + P4 tt + P7 tt + P10 tt + P13 tt) với r = 0,9- 0,2 = 0,7 (m).  MI = 0,7.(56,2+60,2+64,19+68,18+72,16) = 224,6 (T.m). Vậy Fa1 = 00,9. . I b M h R = 224,6 0,9.0,9.2,8 = 68,5 (cm 2 ). Chọn 2718 có Fa = 68,7 (cm 2 ). - Chiều dài mỗi thanh là: b * = b - 2.0,02 = 2,4 - 0,04 = 1,36 (m). Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 103 - Khoảng cách trục các thanh thép: a = 170(mm) Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 104 PHẦN III THI CÔNG (45%) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TRẦN TRỌNG BÍNH SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN QUANG VINH LỚP : XD1801D MÃ SINH VIÊN : 1412104035 NHIỆM VỤ: - LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN NGẦM - LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN THÂN - LẬP TỔNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH - LẬP TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG CÔNG TRÌNH BẢN VẼ GỒM: TC – 01: THI CÔNG PHẦN NGẦM TC – 02: THI CÔNG PHẦN THÂN TC – 03: TỔNG TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH TC – 04: TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG CÔNG TRÌNH Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 105 CHƯƠNG 1: BIỆN PHÁP THI CÔNG PHẦN NGẦM 1.1. Giới thiệu tóm tắt đặc điểm công trình: - Nhà khung bê tông cốt thép chịu lực có xây chèn tường gạch 220 - Móng cọc bê tông cốt thép đài thấp đặt trên lớp bê tông đá mác 100, đáy đài đặt cốt -1,8m so với cốt +0.00 cọc bê tông cốt thép B20 tiết diện 0,3x0,3m dài 24m được chia làm 4 đoạn, đoạn C1 dài 6m, đoạn C2 dài 6m, cọc được ngàm vào đài bằng cách đập đầu cọc để thép neo vào đài 1 đoạn bằng 0,4m, cọc còn nguyên bê tông được neo vào đài 1 đoạn bằng 0,1m 1.2. Điều kiện thi công: 1.2.1. Điều kiện địa chất công trình: - Số liệu địa chất được khoan khảo sát tại công trường và thí nghiệm trong phòng kết hợp với số liệu xuyên tĩnh cho thấy đất nền trong khu xây dựng có lớp đất có thành phần và trạng thái như sau : -Lớp 1 : Đất lấp dày 1,0m -Lớp 2 : Sét pha, nhão dày 7,5m , tt =50 , E=105 (T/m2) , = 1,76 (T/m3) -Lớp 3: Sét pha, nửa cứng, dày 8m, tt =160 , E=1160 (T/m2),  =1,88(T/m3) -Lớp 4: Cát pha, dẻo mềm dày 6,5m, tt =100, E=800 (T/m2),  =1,86 (T/m3) -Lớp 5 : Cát hạt vừa dầy vô cùng , tt =330 , E=1800 (T/m2) ,  =1,86 T/m3) 1.2.2. Điều kiện địa chất thuỷ văn : - Trong khu vực xây dựng không thấy xuất hiện mực nước ngầm. - Khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng không san lấp nhiều nên thuận tiện cho việc bố trí kho bãi xưởng sản xuất. nằm kề đường giao thông dẫn vào . - Căn cứ vào thiết kế móng ta thấy công trình nằm trên nền đất tương đối đồng nhất. Nên căn cứ vào chiều sâu chôn móng, căn cứ vào không gian công trình ta thấy công trình gần khu dân cư nên ta áp dụng việc hạ cọc bằng máy ép cọc để đảm bảo năng suất và kịp tiến độ. 1.2.3. Tài nguyên thi công: Hiện nay nhà thầu có lực lượng thi công và thiết bị thi công hoàn toàn đáp ứng yêu cầu đặt ra về chất lượng và tiến độ thi công công trình. Tình hình cung cấp vật tư: - Thành phố Vĩnh Phúc có rất nhiều công ty cung ứng đầy đủ vật tư, máy móc, thiết bị thi công. Vận chuyển đến công trường bằng ôtô. - Nhà máy ximăng, bãi cát đá, xí nghiệp bêtông tươi thuận lợi cho công tác vận chuyển, cho công tác thi công đổ bêtông. Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 106 - Vật tư được chuyển đến công trường theo nhu cầu thi công và được chứa trong các kho tạm hoặc bãi lộ thiên . Máy móc thi công: - Công trình có khối lượng thi công lớn do đó để đạt hiệu quả cao phải kết hợp thi công cơ giới với thủ công. - Phương tiện phục vụ thi công gồm có: + Máy ép cọc: Phục vụ cho thi công cọc ép. + Máy đào đất, xe tải chở đất: phục vụ công tác đào hố móng. + Cần trục tự hành, cần trục tháp: phục vụ công tác ép cọc, cẩu lắp thiết bị + Máy vận thăng. + Xe vận chuyển bêtông và xe bơm bêtông... + Máy đầm bê tông. + Máy trộn vữa, máy cắt uốn cốt thép. + Các hệ dàn giáo, cốp pha, cột chống và trang thiết bị kết hợp. Các loại xe được điều đến công trường theo từng giai đoạn và từng biện pháp thi công sao cho thích hợp nhất. Nguồn nhân công xây dựng, lán trại: - Nguồn nhân công chủ yếu là người ở nội thành và các vùng ngoại thành xung quanh sáng đi chiều về do đó lán trại được xây dựng chủ yếu nhằm mục đích nghỉ ngơi cho công nhân vào buổi trưa, bố trí căn tin để công nhân ăn uống. - Dựng lán trại cho ban chỉ huy công trình, các kho chứa vật liệu. Qua phân tích cho thấy có nhiều thuận tiện cho việc lựa chọn phương án tổ chức thi công nhằm mục đích nhanh nhất đảm bảo qui trình kỹ thuật và chất lượng công trình. Song cần lưu ý đến tình hình mưa gió thất thường để có biện pháp thi công thích hợp. 1.2.4. Thời gian thi công : Công trình có khối lượng đồ sộ, nhiều tầng, dài, việc tìm giải pháp thi công tối ưu là vô cùng phức tạp, việc tìm ra giải pháp thi công tối ưu là làm cho công trình thi công được điều hoà về nhân lực, công việc, về việc sử dụng vật liệu và giảm chi phí phụ, giảm thời gian thi công. Nhưng vẫn đảm bảo tính ổn định cho kết cấu công trình. Để đảm bảo tiến độ thi công trên ta phải áp dụng các công nghệ tiên tiến trong thi công, cơ giới hoá trong quá trình sản xuất và thi công, chuyển lao động thủ công sang lao động bằng máy móc làm tăng năng suất lao động và tiêu chuẩn hoá được chất lượng. 1.3. Lập biện pháp thi công ép cọc bê tông cốt thép : 1.3.1. Tính khối lượng cọc bê tông cốt thép. - Căn cứ vào mặt bằng móng công trình. Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 107 - Căn cứ vào thiết kế móng, ta xác định khối lượng cọc như sau: Móng M1 =20hố móng x 8cọc = 160 cọc. Móng M2 = 8 hố móng x 14 cọc = 96 cọc. Móng M3 = 2 hố x 1 cọc = 2 cọc. Móng thang máy = 1hố x 18cọc= 18 cọc. Tổng cộng = 276 tim cọc. Để thuận lợi cho việc thi công, chuyên chở và cẩu cọc. Cọc dài 24 m chia ra làm bốn đoạn mỗi đoạn dài 6 m. - Khối lượng cọc cần thiết của công trình là: 276 x 4= 1104 (cọc). - Tổng chiều dài cọc công trình cần đóng là: 1104 x 6= 6624 (m). - Trọng lượng 1 cọc: 24x0.3x0.3x2.5=5.4 (T) - Khối lượng cọc BTCT cho toàn bộ công trình:5,4 x 276 =1490,4 (T). 1.3.2. Chọn phương pháp ép cọc bê tông cốt thép: Phương án: - Tiến hành san phẳng mặt bằng để tiện di chuyển thiết bị ép và vận chuyển cọc, sau đó tiến hành ép cọc theo yêu cầu cần thiết bị. Như vậy để đạt được cao trình đỉnh cọc cần phải ép âm. Cần phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc ép được tới chiều sâu thiết kế. Sau khi ép cọc xong ta sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài, hệ giằng đào cọc. * Ưu điểm: - Việc di chuyển thiết bị ép cọc và vận chuyển cọc có nhiều thuận lợi kể cả khi gặp trời mưa. - Không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm. - Tốc độ thi công nhanh. * Nhược điểm: - Phải dựng thêm các đoạn cọc dẫn để ép âm, có nhiều khó khăn khi ép đoạn cọc cuối cùng xuống đến chiều sâu thiết kế. - Công tác đào đất hố móng khó khăn, phải đào thủ công nhiều, khó cơ giới hoá. - Việc thi công đài cọc và giằng móng khó khăn hơn. - Dùng 2 máy ép cọc thuỷ lực để tiến hành. Sơ đồ ép cọc xem trong bản vẽ thi công ép cọc. 1.3.3. Tính toán lựa chọn thiết bị ép cọc: 1.3.3.1. Chọn máy ép cọc: Các yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị ép cọc: Lý lịch máy, có cơ quan kiểm định các đặc trưng kỹ thuật. Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 108 Lưu lượng dầu của máy bơm (l/ph). Áp lực bơm dầu lớn nhất (kg/cm2). Hành trình píttông của kích (cm). Diện tích đáy pít tông của kích (cm2). Phiếu kiểm định chất lượng đồng hồ áp lực dầu và van chịu áp (do cơ quan có thẩm quyền cấp). Thiết bị được lựa chọn để ép cọc phải thoả mãn các yêu cầu: Lực nén (định kgh) lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1,4 lần lực nén lớn nhất Pmax theo yêu cầu của thiết kế. Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép đỉnh hoặc tác dụng đền trên mặt bên cọc ép khi ép ôm, không gây lực ngang khi ép. Chuyển động của pittông kích phải đều và khống chế được tốc độ ép. Đồng hồ đo áp lực phải tương xứng với khoảng lực đo. Thiết bị ép cọc phải bảo đảm điều kiện vận hành theo đúng qui định về an toàn lao động khi thi công. Giá trị áp lực đo lớn nhất của đồng hồ không vượt quá hai lần áp lực đo khi ép cọc, chỉ nên huy động khoảng 0,7 đến 0,8 khả năng tối đa của thiết bị 1.3.3.2. Chọn kích ép: Để đưa cọc xuống độ sâu thiết kế cọc phải qua các tầng địa chất khác nhau. Ta thấy cọc muốn qua được những địa tầng đó thì lực ép cọc phải đạt giá trị: Pe tk  K. Pđn trong đó Pe tk: lực ép thiết kế tối thiểu của máy K hệ số an toàn có giá trị 2 3 Pđn: sức chịu tải cho phép của cọc theo kết quả xuyên tĩnh , P=56(T) Ngoài ra lực ép phải đảm bảo nhỏ hơn sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu chế tạo cọc ( Pvl) Vậy ta có : 2 56 142 112 142tk tc tc tcep ep vl ep epP P P x P T T P T        (Pmin ep = 112T; Pmax ep = 142T) - Chọn thiết bị ép cọc là hệ kích thuỷ lực có lực nén lớn nhất của thiết bị là: P = 140 (T), gồm hai kích thuỷ lực mỗi kích có Pmax = 70 (T). - Chọn giá theo công thức: 2 . . tkP ep D XL P n d k   Trong đó: D XL : Đường kính xi lanh của kích Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 109 nk = 2 là số quả kích có trong máy ép Pd: áp lực làm việc của máy bơm dầu thường lấy Pd = 0,8 Pb Pb: áp lực kgh định của máy bơm thường chọn Pb= (210;310) kg/cm 2  Chọn Pd = 168 248 kg/cm 2  Pd=240 Kg/cm 2 =2400T/m 2 130 2 2 0,18 0.2 . . .2400.2 P ep D m m XL P n d k       Chọn D = 20cm - Chọn hành trình kích 1,5 m . - Chọn máy ép loại ETC - 03 - 94 (CLR - 1502 -ENERPAC) - Cọc ép có tiết diện 15x15 đến 30x30cm. - Chiều dài tối đa của mỗi đoạn cọc là 9m. - Lực ép gây bởi 2 kích thuỷ lực có đường kính xy lanh 202mm, diện tích 2 xylanh là 628,3cm 2 . - Lộ trình của xylanh là 130cm - Lực ép máy có thể thực hiện được là 139T. - Năng suất máy ép là 72m/ca. 1.3.3.3. Chọn giá ép và tính toán đối trọng: Chức năng : cố định kích ép, truyền lực ép kích vào đỉnh cọc, định hướng chuyển dịch cọc và đỡ đối tải. -Thiết kế giá ép cho đài cọc móng M1. Theo phương ngang đài cọc có 3 hàng cọc, theo phương dọc đài cọc có 5 hàng cọc. Ta sẽ thiết kế giá ép để có thể ép được hết các cọc trong đài mà không cần phải di chuyển giá máy ép. Theo phương ngang khoảng cách giữa các trục cọc là 65cm. Theo phương dọc khoảng cách giữa các trục cọc là 65cm Giá ép được cấu tạo từ thép hình I , cao 60cm, cánh rộng 30cm. Khoảng cách từ mép giá đến tim cọc ngoài cùng là 50cm. Từ các giả thiết trên ta thiết kế giá ép có các kích thước sau. Bề rộng giá ép: 0.65x2 + 2(0.3 + 0.5) = 2.9(m). Bề dài giá ép: 2(3 + 0.5+1.275) = 9.6(m). -Tính toán đối trọng Dùng đối trọng là các khối bê tông có kích thước (311) m. Vậy trọng lượng của một khối đối trọng là: Pđt = 3  1  1  2,5 = 7,5 (T). Tính toán ép cọc ở vị trí bất lợi nhất (cọc ở góc) Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 110 Sơ đồ tính toán như hình sau: Hình vẽ giá ép cọc Hình vẽ thi công ép cọc Điều kiện chống lật theo phương x : 1.5 8.1 6.1epQx Qx P x  6.1 140 6.1 88.9 (1) 9.6 9.6 epP x x Q T    Điều kiện chống lật theo phương y : 1.45 2 2.1epQx x P x 2.1 140 2.1 101.3 (2) 2.9 2.9 epP x x Q T   Từ (1) và (2) đối trọng mỗi bên là : 101.3 13.5 7.5 n   Nhà làm việc công ty thép Việt Đức 111 Chọn mỗi bên 14 cục bê tông 1.3.3.4. Chọn cẩu phục vụ ép cọc: Cẩu dùng để cẩu cọc đưa vào giá ép và bốc xếp đối trọng khi di chuyển giá ép. Xét khi cẩu dùng để cẩu cọc vào giá ép tính theo sơ đồ không có vật cản:  = max= 70 0 . Xác định độ cao nâng cần thiết: H = hct + hat+ hck+ e - c = 10 + 0,5 + 8 + 1,5 - 1,5 = 16,5 m Trong đó: hct = 10 m Chiều cao giá đỡ. hat = 0,5 m Khoảng cách an toàn. hck = 6 m Chiều cao cấu kiện(Cọc) e = 1,5 m Khoảng cách cần với đối trọng c = 1,5 m Khoảng cách điểm dưới cần so với mặt đất. +Chiều dài cần: L = sin cH h   = 16.5 1.5 16 0sin 70 m   +Tầm với: R = L.cos + r = 16cos700+1.5 = 7m + Trọng lượng cọc: Gcọc = 8x0.3 2 x2.5x1.1 = 1.98 T + Trọng lượng cẩu lắp: Q = Gcọc.Kđ = 1.98x1.3 = 2.57 T - Vậy các thông số khi chọn cẩu là: L = 16 m R = 7 m H = 16.5 m Q = 2.57 T *Xét khi bốc xếp đối trọng: - Chiều cao nâng cần: H = hct + hat+ hck+ e - c = 5,65 + 0,5 + 1 + 1,5 - 1,5 = 7,15 m (Chiều cao của khối đối trọng: hct = 5 + 0,5 + 0,15 = 5,65 m) - Trọng lượng cẩu: Qm= Q.1,1 = 7,5.1,1 = 8,25 T 5,65 1,5 1,53 3 1,46 1,5 h c ecttg tu d         - Vậy góc nghiêng tối ưu của tay cần : tu= arctg1,46 = 56 0 5,65 0,5 1 1,5 1,5 3 10,3 0 0sin 2.cos sin56